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I3C标准通讯协议中文版
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2017-07-21
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I3C标准通讯协议中文版-I3C通讯协议-I3C master -I3c slave-i3c sensor
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I3C 标准
Author: Zhou, ChengLong
Revision
Date Revision Comments
05/11/2017 initial Chenglong initial release.
目录
I3C 标准...............................................................................................................1
1 简介..................................................................................................................3
1.1 适用.........................................................................................................3
1.2 I3C 目标..................................................................................................3
1.3 关键特性..................................................................................................3
2 术语..................................................................................................................4
3 技术概览............................................................................................................4
3.1 I3C 基本原则............................................................................................5
3.2 I3C Master 与 Slave Device....................................................................6
1 简介
随着移动通信技术的快速发展,手机及其衍生设备上采用的各种传感器越来越丰富,
这对系统设计者带来了严峻的挑战。因为目前为止还没有一个统一的接口标准,能够同时
连接这些设备和传感器,设计师所要面对的包括 IIC,SPI,UART 在内的多种通讯协议。
除了主要的数据通讯以外,可能还需要其他一些信号,比如中断、片选、使能、休眠
等。这使得完成这些信号的产生与传输,变得越来越复杂,不仅需要额外的 GPIO 接口,
PCB 设计也会变得更加困难。
MIPI I3C 应运而生,只需要两个信号线,即可完成诸如移动通讯设备上各种传感器的
通讯,而且速度快,功耗低,成本低。
1.1 适用
本文讨论以下话题
I3C 接口协议以及命令
电气参数,时序、电平
适用的传感器或其他设备
1.2 I3C 目标
I3C 接口致力于改善 I2C 的性能,并提供向后兼容。本文定义了一个标准的外围传感
器与微控制器互联的多分支系统。
1.3 关键特性
I3C 的设计方向是:消耗尽量少的能量传输数据和控制信号,同时尽可能减少物理连
线。
两线接口,采用推挽驱动时最高 12.5M
与传统 I2C 设备共存
动态分配设备地址的同时也支持静态地址
支持传统 I2C 消息
单倍数据速率模式消息
可选的高速数据模式消息
支持多分支
支持多主机
支持带内中断请求
支持热接入
支持同步/异步时间戳
2 术语
ACK:acknowledge 缩写,同样有 NACK。
Address Arbitration :地址冲突仲裁过程。
Address:一组 bit 集,标识设备地址,或是寄存器地址。
Arbitrable:可仲裁。
Arbitration:如果多个设备在同一时刻启动一次传输,则需要应用仲裁机制来判定总
线的控制权。如果主设备选定了多个从设备地址,仲裁也可能发生在从设备向主设备传输
数据的过程,
Bridge Device:挂载到 I3C 总线上的一类设备,这类设备可以使得其他通讯协议的
总线可以和 I3C 协议通讯。
Broadcast:广播命令,广播地址为 7’h7E。
Bus:物理线路,即 SCL 和 SDA 的逻辑实现。
Bus Available Condition: I3C Bus 上 SCL 与 SDA 线同时为高电平持续至少 T
AVAL
,此时设备可以启动传输。
Bus Free Condition:I3C 总线上在 STOP 之后 START 之前至少 T
CAS
的时间。
Bus Idle Condition: Bus Free 的延时扩展,表明设备可以尝试 Hot-Join。
Bus Turnaround: 当发送设备发送了一条命令后,接受命的的设备为了响应命令而需
要控制。
Current Master:当前控制 I3C 总线的设备。
Device ID:标识设备特性的一组序列。
Dynamic Address: 在初始化过程中分配的设备地址。
Failsafe:掉电后漏电流不会增大的设备。
High Data Rate(HDR):高数据速率模式。
High-Keeper:弱上拉。
Hot-Join:可以在线接入的 Slave 设备。
In-Band Interrupt:I3C BUS 上可以使用两线产生中断请求的机制。
Mixed Fast Bus:I3C 总线拓扑上同时挂载了 I2C 和 I3C 设备,而且 I2C 设备上有
50nS 低通滤波器。
Mixed Slow/Limited Bus: I3C 总线拓扑上同时挂载了 I2C 和 I3C 设备,但是 I2C 设
备上没有 50nS 低通滤波器。
SDR-Only:仅支持 SDR 模式的设备。
3 技术概览
这一节简要介绍 I3C 总线,I3C 接口,I3C Master 和 Slave Devices。
I3C 是被设计为两线的总线,专门为单 Master 控制多 Slave 传感器系统优化。I3C
向后兼容 I2C 设备,但是通讯速率有了显著的提高,并且加入了新的通讯模式,新的
Device roles,包括随时改变设备角色的功能。
3.1 I3C 基本原则
I3C 在两根线缆上能够支持多种通讯格式。
这两根线缆分别被命名为 SDA 和 SCL。
SDA(Serial Data)是一个双向数据引脚。
SCL(Serial Clock)是一个时钟引脚,在 HDR 模式下,特定时刻也是一个双向数据
引脚。
I3C 总线可以支持多种混合在一起的消息格式:
I2C 类似的 SDR 格式,SCL 时钟可达 12.5M。
广播、直接命令码消息,这允许主机能够同单个或全部 SLAVE 进行通讯。
HDR 模式的消息,同等时钟周期内可以传输更多的数据。
标准 I2C 格式消息。
Slave 启动的 START 请求。
示例:
所有的 I3C 通讯都在一个帧中完成。帧起始于 START,接着是数据传输,最后是
STOP。
HDR 模式下:首先发送一个 I3C 专用广播地址,然后发送一种 EnterHDR CCC 命令,
接着传送数据,最后产生 HDR 终止模式序列 HDR Exit 来退出 HDR 模式。
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dianfengqishi
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